AMC系列多回路監控單元在智能配電回路中的應用

本文將要介紹的是開發的AMC系列多回路智能監控單元在智能配電出線回路中的應用。該系列監控單元主要應用于多個配電出線回路的電參量的監測，它將回路中的母線電壓、多個配出回路的電流、功率、電能和各個回路的開關狀態集中測量、顯示、并通訊輸出，實現了對監控要求較簡單的配電出線回路的集中測量和監視，一個AMC多回路監控單元就能實現上述多個回路的監測功能，大大方便了系統的接線、安裝、調試；節約了用戶的投資，降低了系統成本等優點，必將國內外智能配電領域的發展方向，成為智能配電中出線回路監控系統的發展主流。

 

在傳統的智能配電出線回路中，要實現對回路中每個負載的各種電參量的全面監測，一般有以下2種組網方式（以三相為例）：

 

該方案在三相智能配電出線回路中是比較常見的一種方案。在對配電出線回路負載的監控中，用戶一般需要監控各路負載的各種電參量，包括每路負載的電流、電壓、功率、電能、開關狀態等。因此在設計方案時，針對每種電參量，用戶需要單獨配置可以測量各種電參量的儀表，由圖1可以看到，為了監控每路負載，用戶必須為每路負載配置1個電流表、1個電壓表、1個功率表、1個電能表、1個I/O模塊。而且為了實現網絡化管理，每個儀表還必須是能夠進行通訊的。由圖1 可以看出，用于監測每路三相負載的電測儀表達到5個。采用該方案的缺點是需要多個儀表才能監控每路負載的各種電參量，監控路數越多，使用儀表越多，用戶安裝、維修、管理很不方便。且投資較大。優點是單個儀表出故障不影響對配電回路的其他電參量的監控，測量的精度較高，實時性較強。

 

 

方案2：（圖2）

該方案在三相智能配電出線回路中也是比較常見的一個方案。該方案較上面方案的*之處在于，用于監控每個回路電參量的儀表由1個多功能的智能儀表代替了多個儀表，1個多功能儀表集測量電流、電壓、功率、電能和開關量輸入輸出于一體，并可進行組網通訊。該方案的優點是每路負載只需配置1個儀表即可實現對該路負載的所有電參量的測量和控制，組網方便，用戶投資較方案1少，安裝、維護、管理較為方便，測量的精度較高，實時性較強。缺點是一旦儀表出線故障則無法對該負載繼續監控。

AMC系列智能監控單元是針對出線回路中一般回路的監控要求，經過充分調研并結合實際需求開發的多回路智能配電監控裝置。該監控單元分為單相和三相2大系列，其型號分類見表1。其技術指標見表2。外型及安裝尺寸見圖3，一般安裝在配電柜內。

              

 

 AMC系列多回路智能監控單元的原理設計上，采用多個電子切換開關+1個電能計量芯片+1個CPU來實現對多個回路的監測。其原理框圖見圖4。

電能計量芯片采用ADI公司的高精度 三相電能測量芯片ADE7758，適用于各種三相電路（不論三線制或者四線制）中測量有功功率、復功率、視在功率。該IC內嵌了高精度的模數轉換器和固定模式的數字處理信號處理器（DSP），具有數字積分、數字濾波和具有眾多實用電能監測、計量功能，是新一代高性能全數字電能表的理想芯片。

 

電子開關采用雙四選一的CD4052高速電子開關。在單片機的控制下，實現在不同電流信號之間的高速切換。

 

多路電流信號經電子開關進入電能芯片，結合母線電壓即可由電能芯片測得多個回路的各種電參量。

 

圖5為AMC系列三相多回路智能監控單元的典型應用圖。在應用中，出線回路中的3個三相負載的所有電參量測量都由1個AMC三相多回路監控單元來實現。并帶有Modbus通訊輸出，供用戶遠程監測和控制。

 

圖6為AMC系列單相多回路智能監控單元的典型應用圖。在應用中，出線回路中的9個單相負載的所有電參量測量都由1個AMC單相多回路監控單元來實現。并帶有Modbus通訊輸出，供用戶遠程監測和控制。

 

 

圖7是江蘇某廣電大廈0.4kV低壓配電出線圖。在該設計圖中，每個單相負載的電流測量采用CL72-AI（測量單相電流）表來實現，每個三相負載的電流測量由CL72-AI3來實現（測量三相電流）。由圖可以看出，該出線回路總共要使用12個儀表。

 

 

 

圖8是采用AMC多回路監控單元后，針對圖7系統所做的修改。由圖8可以看出，1個AMC16-1E9代替了9個CL72-AI，1個AMC16-3E3代替了3個CL72-AI3，大大簡化了系統，并可同時檢測母線電壓、每個出線回路的電能，并可利用通訊接口，實現廣電大廈的內部電能計量、考核、管理。

 

AMC系列產品的功能強大，單個儀表能夠測量多個回路負載的多種電參量。對比圖7和圖8兩種設計方案，采用AMC系列多回路智能監控單元，能夠大大簡化系統的設計方案，與傳統方案相比，降低用戶的投資成本，方便了系統的接線、安裝、調試、維護等優點。